希拉穆仁天然草地不同群落土壤分形特征及其影响因素

摘要

研究希拉穆仁天然草地围封区内不同群落类型土壤颗粒分形特征及其影响因素,以期为荒漠草原土壤风蚀的减少和草地退化防治提供依据。利用土壤粒径质量分布原理与分形学理论,以围封16年荒漠草原的蒙古韭(Allium mongolicum)、银灰旋花(Convoloulus ammannii)、克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、洽草(Koeleria asiatica)、短花针茅(Stipa brevi flora)6种群落为研究对象,测定和计算土壤颗粒分形维数、粒径组成和水文物理参数,探讨了近自然恢复状态下0-30 cm土层不同群落类型的土壤颗粒分形特征及影响因素。结果表明:(1)决定该地区土壤颗粒分形维数大小的主要是粉砂和极细砂的百分含量,其次为细砂的百分含量,其余粒级土壤颗粒的影响程度较小;土壤颗粒分形维数与土壤总孔隙度、毛管孔隙度、饱和蓄水量和吸持蓄水量呈显著正相关,与土壤容重、非毛管孔隙度、滞留蓄水量的相关性不大。(2)6种不同群落土壤颗粒分形维数最大为2.840,最小值为2.490。0-30 cm土层土壤颗粒平均分形维数介于2.575~2.750,从大到小依次为克氏针茅>短花针茅>洽草>银灰旋花>蒙古韭>羊草。6种不同群落类型样地上土壤分形维数随土壤采样深度的变化发生不同的波动规律,整体上均呈线性下降趋势。(3)分形维数可以作为一个衡量土壤结构及草地退化恢复程度的综合性指标。从土壤分形维数及其蓄水性能来看,希拉穆仁天然草地围封区的6种群落改良土壤特性及蓄水功能表现为克氏针茅、短花针茅和洽草群落优于其他3种群落。